一种模拟移动床反应器及其操作方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种模拟移动床反应器及其操作方法与应用，该反应器由反应器主体、反应物进口和反应产物出口组成，所述模拟移动床反应器是由第一反应器（1）和第二反应器（1，）连接，所述连接是原料气进入系统通过三通与第一反应器和第二反应器连接，在所述原料气进入系统与第一反应器之间设置第一阀门（a），在所述原料气进入系统与第二反应器之间设置第二阀门（b）。本发明专利技术提供的模拟移动床反应器，实现化工反应过程与催化剂再生过程的连续操作，避免了在同一反应器主体中同时进行反应和再生过程的互相影响；本发明专利技术提供的模拟移动床反应器操作方法适合催化剂需再生频繁和连续再生，连续操作的模拟移动床操作方式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工生产
，具体涉及一种模拟移动床反应器及其操作方法与应用。
技术介绍
在化工生产
很大部分的化工过程涉及到催化反应，根据所使用的催化剂的寿命的不同，反应器的形式可以是固定床、移动床或者是流化床。一般来说，催化剂寿命较长的情况下多选用固定床反应器，对于催化剂寿命只有数天或者数十天的情况，则可以选用移动床或者流化床。流化床和移动床均会对催化剂造成磨损，对催化剂的要求较高。中国专利200410096437.6提供了一种模拟移动床反应装置，装置由多台固定床反应器构成，催化剂以固定的方式装填在反应器内，进行催化反应时，催化剂实际上处于固定状态，在设备内不需要机械移动。多台固定床反应器中的一部分反应器进行反应，另一部分反应器进行再生-活化，通过不同反应器之间的切换，实现催化反应的连续进行，故称为模拟移动床反应装置。改技术避免了催化剂在设备内的机械移动，解决了对催化剂机械强度的要求苛刻的问题。缺点和不足:该专利提供的技术需要布置多台固定床反应器，使得装置庞大，投资增加；且对于催化剂再生频繁，使用此装置，反应器之间切换频繁，不利于操作。中国专利200710185471.4提供了一种模拟移动床反应器，该反应器由反应器主体、反应物进口和反应产物出口组成，主体侧壁上有若干个反应物进口，在反应器主体顶部有I个反应物进口，反应器底部有I个物料进口，反应器主体侧壁上有若干个反应产物出口，反应器总的反应物进口(包括反应器主体侧壁上的反应物进口和底部的反应物进口)与反应器主体侧壁上的反应产物出口数量相等，反应器主体侧壁上的第一反应物进口的位置高于反应器主体侧壁上第一反应产物出口的位置，反应器主体侧壁上的第二反应物进口的位置高于反应器主体侧壁上第二反应产物出口的位置，以此类推。每段床层催化剂相当于一个固定床反应器，当上一段催化剂失活了，只需通过阀门切换到下一对物料进出口。当整个反应器的催化剂都失活了，停止进料，(停车或者原料气打循环)，改从底部进再生气，对催化剂进行烧结再生。催化剂再生后，再进料，进行新的一轮反应。该方法既避免了催化剂在装置内的机械移动，又不需要增加设备数量。上述技术方案的缺点和不足:对催化剂的再生操作须停车，或者原料气打循环，对于一个独立的工段或许适用，但对于一个连续的工段，停车或者原料气打循环，都使得下面工段无法进行，被迫停车。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种模拟移动床反应器和操作方法，该模拟移动床反应器作为反应主体，实现化工反应过程与催化剂再生过程的连续操作，避免了在同一反应器主体中同时进行反应和再生过程的互相影响；该方法适合催化剂需再生频繁和连续再生，连续操作的模拟移动床操作方式。本专利技术还在于本专利技术装置和方法在乙烯和丁烯歧化反应生产丙烯上的应用，应用两个模拟移动床反应器主体串联操作，优化乙烯和丁烯歧化生产丙烯的反应过程。本专利技术是通过以下技术方案实现的:本专利技术提供一种模拟移动床反应器，由反应器主体、反应物进口和反应产物出口组成，所述反应器主体的侧壁上有1-30个反应物进口，在反应器主体顶部有一个反应物进口，反应器主体底部一个再生气进口，反应器主体侧壁上有2-31个产物出口，反应器侧壁上第一反应物进口 5的位置高于反应器主体侧壁第一个反应物出口 8位置，依次类推，其特征在于:所述模拟移动床反应器是由第一反应器I和第二反应器1，连接，所述连接是原料气进入系统通过三通与第一反应器和第二反应器连接，在所述原料气进入系统与第一反应器之间设置第一阀门a，在所述原料气进入系统与第二反应器之间设置第二阀门b。根据本专利技术提供的模拟移动床反应器，优选的是，在第一反应器的上方增加第二原料气进入系统，所述第二原料气进入系统通过设置在第一阀门a和第一反应器之间的三通连接；所述原料气和第二原料气的混合气进料管道，与第二反应器1，的反应物进口 12，连接，在所述原料气和第二原料气的混合气进料管道上设置第三阀门d ;在所述原料气进入系统与第二阀门b之间通过设置三通，与反应物进口 5上方的反应物进口 4连接；第一反应器I的反应物出口 8与最终反应物收集器连接，第一反应器I的其它1-30个反应物出口与第二反应器1，的进料系统连接。根据本专利技术提供的模拟移动床反应器，优选的是，所述的反应器的主体是绝热的。根据本专利技术提供的模拟移动床反应器，优选的是，所述的反应物进口，再生气进口，产物出口分别装有阀门。本专利技术提供的一种模拟移动床反应器的操作方法，包括以下步骤:(I)原料气进入系统的原料气I进入反应系统，先打开第一阀门a，进入第一反应器，第一反应器的第一段催化剂床层工作，待第一段床层催化剂失活后，同时打开第一阀门a和第二阀门b，第一反应器的第二段催化剂床层和第二反应器的第一段催化剂床层同时工作，依次类推；(2)第一反应器的催化剂全部失活后，仅打开第二阀门b，第二反应器的最后一段床层催化剂开始工作，该段催化剂失活时，第一反应器的催化剂已经再生完成，氮气封存，待用；关闭第二阀门b，打开第一阀门a，开始新的一轮反应。本专利技术提供的模拟移动床反应器的操作方法，优选的是，包括以下步骤:(I)原料气进入系统的原料气I进入反应系统，先打开第一阀门a，进入系统的原料气I均分成两股，第一股原料气I与第二原料气进入系统的原料气II混合后，自第一反应器的反应物进口 2进入第一反应器，第二股原料气I直接自反应物进口 4进入第一反应器，自反应物进口 2和反应物进口 4进入的原料混合气在第一反应器的第一段催化剂床层催化反应；第二反应器同时进行催化剂再生；(2)第一反应器的第一段催化剂失活后，关闭反应物进口 2和反应物进口 4，原料气II和第一股原料气I的混合气，自反应物进口 5进入第一反应器的第二段催化剂床层反应，从产物出口 9出来后，打开第二阀门b，使反应物混合物流与第二股原料气I混合，自反应物进口 2’进入第二反应器，在第二反应器的第一段催化剂床层催化反应后，反应产物从产物出口 8’进入最终反应物收集器；(3)当第一反应器的第二段催化剂失活，关闭反应物进口 5和产物出口 9，原料气II与第一股原料气I自反应物进口 6进入第一反应器的第三段催化剂床层反应后，反应物混合物流自产物出口 10出来，与第二股原料气I混合，自反应物进口 5’进入第二反应器，在第二反应器的第二段催化剂床层催化反应后，反应产物从产物出口 9’进入最终反应物收集器；依次类推；(4)当第一反应器所有床层催化剂均失活，第二原料气进入系统的原料气II与第一股原料气I经过第三阀门d自反应物进口 12’进入第二反应器，第二股原料气I自反应物进口 13’进入第二反应器，在第二反应器的最后一段催化剂床层反应；第一反应器同时进行催化剂再生；依次类推。根据本专利技术提供的模拟移动床反应器的操作方法，优选的是，所述的催化剂再生是向反应器通入氮气吹扫，将烃类气体吹出，再生气经预热后从反应器底部进口进入，关闭反应器筒体上的进出口，进行催化剂的烧结再生，完成后，通入惰性气体降温封存，待用于下一轮反应。根据本专利技术提供的模拟移动床反应器的操作方法，优选的是，所述催化剂产生的再生废气用于预热进口的再生气体。根据本专利技术提供的模拟移动床反应器的操作方法，优选的是，所述的催化剂在反应器主体内以固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟移动床反应器，由反应器主体、反应物进口和反应产物出口组成，所述反应器主体的侧壁上有1?30个反应物进口，在反应器主体顶部有一个反应物进口，反应器主体底部一个再生气进口，反应器主体侧壁上有2?31个产物出口，反应器侧壁上第一反应物进口（5）的位置高于反应器主体侧壁第一个反应物出口（8）位置，依次类推，其特征在于：所述模拟移动床反应器是由第一反应器（1）和第二反应器（1’）连接，所述连接是原料气进入系统通过三通与第一反应器和第二反应器连接，在所述原料气进入系统与第一反应器之间设置第一阀门（a），在所述原料气进入系统与第二反应器之间设置第二阀门（b）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄丽媚，王斯佳，裴曼菲，董春华，张海飞，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：